含面内转动自由度的广义协调曲面矩形扁壳元

扁壳单元中引入结点转角自由度可以在不增加结点的情况下,增加位移场的阶次,提高计算精度,从而显著地提高单元性能。同时在单元中引入泡状位移场,能有效地扩大了单元位移场的解空间,所构造的单元具有计算精度高、对计算网格畸变不敏感的优良特性。本文利用广义协调薄板单元RGC-12的位移函数作为扁壳元的法向位移,利广义协调矩形膜元的位移函数作为扁壳面的切向位移,通过附加面内转动自由度构造了一个具有24个自由度的4结点广义协调曲面矩形扁壳元GRC-S24。在此基础上再增加一个广义泡状位移,又构造了一个具有更高计算精度的曲面矩形扁壳元GRC-S24M。并通过实例分析对这两个单元的收敛性和精度进行了验证。     

正交异性扁壳的等价关系式和不变量

提出各向同性扁壳比拟法,分析满足条件D_3=D_(12)=(D_1D_2)~(1/2)的正交异性扁壳大挠度弯曲和超屈曲问题,导出了正交异性扁壳与各向同性扁壳之间,两种不同正交异性扁壳之间坐标变量、扁壳厚度和曲率半径、荷载、挠度、转角、弯矩、扭矩、中面应力的等价关系式,还证明了等价正交异性扁壳的几个等价不变量。     

扁壳在任意法向载荷下的极限分析

本文利用对偶变分原理,从极限分析上限定理导得扁壳在任意法向载荷下的极限计算变分公式,通过把扁壳划分为有限元和叠代的方法获得极限载荷的近似值,通过算例显示了这种新的变分方法是解决扁壳极限分析的有效方法,可以用来对飞行器、船舶、防护罩等结构进行极限分析,具有一定现实意义。     

拋物旋转扁壳的轴对称弯曲

本文首先对扁壳的基本方程作了新的改进,将它表达为一般正交曲线坐标的普遍形式,同时还包括有势的切向表面载荷的情况。文中结合旋转扁壳,建立了这类壳体的简化复数微分方程。根据这一简化理论,对抛物旋转扁壳的轴对称弯曲问题作了研究,并给出以Thomson函数形式表示的普遍解。它将适用于所有类型的抛物旋转扁壳。文中还针对各类壳体的具体情况作了比较深入的分析,使设计者便于在给定载荷的情况下进行壳体最佳线型的选择。最后作者以简单法向均布载荷为例,示范其设计方法。通过数值计算的比较表明,球面扁壳乃是在这类载荷形式之下具有最佳承载性能的壳体。     

在边缘载荷作用下中心开孔圆底扁薄球壳的轴对称稳定性

符号 r 扁球壳的中曲面点至对称中心轴的距离 R 扁球壳的中曲面半径 h 扁球壳的厚度 a,b 扁球壳的外、内边缘半径 w 横向挠度 u 径向薄膜位移 θ 扁球壳经线方向弧的倾斜角 (?) 扁球壳经线方向弧的旋转角 N, 径向薄膜内力 M, 径向弯矩 Q 径向剪力 q 均布载荷 p 作用在扁球壳内边缘的线布载荷     

样条函数法解扁壳的微型计算机程序

1.样条函数法解扁壳的基本方程 对工程中常采用的扁壳结构,如双曲扁壳,圆柱形扁壳,通常可应用有限元模型在通用计算机上进行静力与动力分析,但比较费事。本文采用样条函数和梁函数来构造扁壳的     

正弦波纹扁球壳的非线性强迫振动

波纹壳是传感器弹性元件的一类重要形式,也是精密仪器仪表弹性元件中的一类重要形式。由于波纹壳形状复杂、参数众多、厚度薄,对其进行非线性分析非常重要同时也是十分困难的。本文考虑一种在传感器弹性元件中有重要应用价值的正弦波纹浅球壳体,将这种壳体视为结构上的圆柱正交异性扁球壳,根据Andryewa的思想,分别得到了正弦波纹壳径向、环向在拉伸、弯曲下的等价的四个各向异性参数;建立了正弦波纹扁球壳的非线性强迫振动微分方程;得到了正弦波纹扁球壳非线性强迫振动的共振周期解及幅频特性曲线。     

关于弹性扁薄壳问题的通解

本文证明了BπacoB提出的扁壳混合函数方程确是常曲率非球面扁壳问题的通解(混合函数形式)。从而解决了专著[2]指出的疑题。本文导出了球面扁壳问题的通解。 此外,从扁壳位移法基本方程出发,导出了扁壳的位移函数,证明了用位移函数表示的位移连同位移函数方程一起也代表了扁壳问题的通解。     

考虑横向剪切变形的扁球壳在集中力作用下的分析

采用适于夹层壳的直线假设扁壳理论，应用三角级数法，导出了扁球壳齐次方程的解析解。进而分析了在顶点作用法向集中力和在偏心集中力作用下的解。计算了在偏心集中力作用下带孔球壳的位移和应力，并将结果与经典理论的结果进行了比较分析，结果表明，在集中力作用处和孔边处两种理论结果明显不同。     

中厚夹层圆柱扁壳的屈曲分析

基于一阶剪切变形中厚圆柱壳理论,考虑夹心层的面内刚度,根据中厚夹层圆柱扁壳的几何方程、本构关系、平衡方程,建立了中厚夹层圆柱扁壳小挠度屈曲的微分方程;应用广义傅里叶级数解法,得到了四边简支条件下中厚夹层圆柱扁壳屈曲的临界荷载表达式。该表达式可以退化为硬夹心夹层板的表达式,表明本文推导过程的正确性。本文还讨论了夹心层的弹性模量和泊松比以及中厚夹心圆柱扁壳的长宽比和厚度对扁壳屈曲荷载的影响。结果表明:临界荷载与夹心层的弹性模量和泊松比成正比,与扁壳的长宽比和厚度成反比。     

考虑横向剪切变形的扁球壳在集中力作用下的分析

采用适于夹层壳的直线假设扁壳理论，应用三角级数法，导出了扁球壳齐次方程的解析解。进而分析了在顶点作用法向集中力和在偏心集中力作用下的解。计算了在偏心集中力作用下带孔球壳的位移和应力，并将结果与经典理论的结果进行了比较分析，结果表明，在集中力作用处和孔边处两种理论结果明显不同。     

关于弹性扁壳边界补充条件问题

文献[1]曾提出了确定四边简支矩形底扁壳边界应力函数的计算公式,此公式实为文献[2]所称的四边简支情形的补充条件。文献[2]在提出扁壳的广义变分原理的同时,利用此原理解决了许多扁壳边界问题,导出了比较广泛的扁壳边界补充条件,其结果我们曾在实际工作中有效地应用过。现在本文提出一个求扁壳边界补充条件的结构力学方法,此法简明、直观,而且适用于各种边界情形。     

直角坐标下厚圆柱扁壳弯曲的一般解

基于直角坐标下考虑横向剪切变形情况下厚圆柱扁壳的几何方程、物理方程、平衡微分方程,建立了以3个中面位移和2个中面转角为独立变量的中厚圆柱扁壳弯曲的位移型基本微分方程.因该方程可退化为薄圆柱扁壳弯曲的基本微分方程,说明了其推导过程的正确性及一般性.此外,厚圆柱扁壳的位移型基本微分方程是一个10阶微分方程,对其使用双重三角...     

均匀内压作用下双模量简支扁壳的非线性弯曲

双模量扁壳在均匀内压作用下,会形成拉压弹性模量不同的各向同性拉伸区和压缩区,把双模量扁壳看成两种材料组成的层合扁壳,采用板壳理论求得了双模量扁壳在均匀内压作用下中性面位置;推导出了双模量扁壳挠度与均匀内压的关系式,并把该方法的计算结果与有限元方法计算结果进行了比较,验证了该计算方法的可靠性。算例分析表明,当拉压弹性模量相差较大时,将双模量材料当作单模量材料计算,其误差绝对值最小值为24.4%,误差绝对值最大值为35.38%。因此,均匀内压作用下双模量简支扁壳的大挠度弯曲计算必须考虑双模量材料拉压弹性模量不同的特性。     

考虑横向剪切变形矩形底中厚扁壳的屈曲研究

基于考虑横向剪切变形直角坐标下矩形中厚扁壳的几何方程、本构关系、平衡方程,建立了关于三个中面位移和两个中面转角为独立变量的矩形中厚扁壳小挠度屈曲的基本微分方程。该方程可退化为矩形中厚板屈曲的基本微分方程,从而说明本文推导过程的正确性及一般性。文中矩形中厚扁壳小挠度屈曲的基本微分方程是一组耦合的变系数二阶偏微分方程,对常曲率扁壳使用双重三角级数并将其作为广义坐标对该方程组进行解耦,进一步建立中厚扁壳小挠度屈曲的特征方程,并得到了简支矩形中厚壳屈曲的临界荷载表达式,最后获得了其屈曲的临界荷载曲线及其相应的临界荷载值。该临界荷载曲线及其相应的临界荷载值可以退化为矩形中厚板的临界荷载曲线及临界荷载值。结果表明：本文提出的算法求解过程简便,矩形中厚扁壳临界荷载收敛较快。     

弹性常曲率扁壳通解的完备性和不唯一性

导出了弹性常曲率扁壳的一种新的通解，证明了它的完备性和不唯一性，著名的符拉索夫（Ｖｌａｓｏｖ）解是它的特殊情形之一．论证了符拉索夫解不适用于球形扁壳，并给出了球形扁壳的新的通解     

扁壳在集中载荷作用下的计算

本文用 Hankel 变换的方法,将解表达成级数的形式,求得了一般扁壳(正、负以及零高斯曲率的扁壳)在集中载荷作用下的解。     

球面扁壳的比拟解法

在扁壳的工程实用理论中,除薄壳一般理论中所采用的基本假设外,还采用了下列两个假定:(1)曲面上线素的二次式ds~2=A~2dα~2+B~2dβ~2与高斯曲率无关;(2)壳体上的切向荷载可不予考虑.对于中曲面为部分球面而覆盖平面为圆形或环形的球面扁壳,引用上述假设,能满足工程实用上的要求。文中限于讨论这一类球面扁壳,并建议一个较为有效的实用解法--比拟法,因而,使问题的求解大为简化. ...     

多抛物面组合扁壳的几何非线性分析

本文首先借助斜坐标系和阶跃函数，建立了多抛物面组合扁壳结构的微分方程，然后用扁壳非线性理论和辽金法，导出了这种壳面结构非线性分析的计算公式。     

开孔固支和固定铰支轴对称球扁壳在双剪应力屈服准则下的极限荷载

导出轴对称球面扁壳在双剪应力屈服准则下的屈服条件，并求出开孔固支和固定铰支下轴对称球扁壳的极限载荷。